“Año de la Diversificación Productiva y Fortalecimiento de la Educación”

Escuela profesional: Ingeniería de Sistemas

CICLO: IX

DOCENTE: Ing. Carlos Y. Castro Buleje

ASIGNATURA: Automatización

ESTUDIANTE: Romaní Flores Rogelio

ANDAHUAYLAS- APURIMAC

SCADA (Supervisión, Control y Adquisición de Datos)

Es una aplicación de software diseñado con la finalidad de controlar y supervisar datos a distancia, los cuales se basan en la adquisición de datos de los procesos remotos. Los sistemas SCADA utilizan la computadora y tecnologías de comunicación para automatizar el monitorio y el control de procesos industriales. Estos sistemas son de partes integrales de la mayoría de los ambientes industriales complejos o geográficamente dispersos, ya que pueden obtener la información de una gran cantidad de fuentes rápidamente, y la presentan a un operador en una forma amigable. Los sistemas SCADA mejoran la eficacia del proceso de monitorio y control proporcionando la información oportuna para poder tomar decisiones operacionales apropiadas

FLUJO de la INFORMACION de los SISTEMAS SCADA

El Fenómeno Físico lo constituye la variable que deseamos medir. Dependiendo del proceso, la naturaleza del fenómeno es muy diversa: presión, temperatura, flujo, potencia, intensidad de corriente, voltaje, ph, densidad, etc. Este fenómeno debe ser claro para el sistema SCADA, es decir, una variable eléctrica y para ello se utilizan los sensores o transductores.

Los Sensores o Transductores convierten las variaciones el fenómeno físico en variaciones proporcionales de una variable eléctrica. Las variables eléctricas más utilizadas son: voltaje, corriente, carga, resistencia o capacitancia.

La función de los Acondicionadores de Señal es la de referenciar estos cambios eléctricos a una misma escala de corriente o voltaje. Además, provee aislamiento eléctrico y filtraje de la señal con el objeto de proteger al sistema de transientes y ruidos originados en campo.

Una vez acondicionada la señal, la misma se convierte en un valor digital equivalente en el bloque de Conversión de Datos. Generalmente, esta función es llevada a cabo por un circuito de conversión analógica/digital.

El computador almacena esta información, la cual es utilizada para su Análisis y para la Toma de Decisiones. Simultáneamente, se Muestra la Información al usuario del sistema en tiempo real. Basado en la información, el operador puede tomar la decisión de realizar una acción de control sobre el proceso.

El operador comanda al computador realizar la acción sobre el proceso y de nuevo debe convertirse la información digital a una señal eléctrica. Esta señal eléctrica es procesada por una Salida de Control, el cual funciona como un acondicionador de señal, al cual escala para manejar un dispositivo dado: válvulas, bobinas, set point de un controlador, etc.

FUNCIONES

Supervisión remota de instalaciones y equipos: permite al operador conocer el estado de desempeño de las instalaciones y los equipos

Control remoto de instalaciones y equipos: mediante el sistema se puede activar o desactivar los equipos remotamente (por ejemplo, abrir válvulas, activar interruptores, prender motores, ajustar parámetros, valore de referencia, algoritmos de control, etc.)

Procesamiento de datos: los conjuntos de datos adquiridos conforman la información que alimenta el sistema, esta información es procesada, analizada y comparada con datos anteriores, dando como resultado una información.

Visualización grafica dinámica: el sistema brinda imágenes en movimiento que representa el comportamiento del proceso, dándole al operador la impresión de estar de una planta real.

Generación de reportes: el sistema permite generar informes estadísticos del proceso en un tiempo determinado por el operador.

Representación de señales de alarma: a través de señales de alarma se logra alertar al operador frente a una falla. Estas señales pueden ser tanto visuales como sonoras.

Almacenamiento de información histórica: cuenta con la opción de almacenar los datos adquiridos, el tiempo de almacenamiento dependerá del operador del programa.

Programación de eventos: está referido a la posibilidad de programar subprogramas que ejecutan automáticamente (reportes, estadísticas, grafica de curvas, activación de tareas automáticas, etc.)

NECESIDADES

Para que se pueda implementar un sistema SCADA es necesario que el proceso a controlar cumpla con las siguientes características:

El número de variables a monitorear es alto. El proceso esta geográficamente distribuido. Información se requiere en tiempo real. Optimizar y facilitar las operaciones de la planta. Los beneficios obtenidos justifican la inversión en un sistema SCADA. La complejidad y velocidad del proceso permite que la mayoría de las acciones

de control sean iniciadas por un operador. En caso contrario se requerirá de PLC´s.

REQUESITOS

Teniendo cuenta que existen diversos tipos de SCADA dependiendo del fabricante y del uso que se le desee dar, antes de esto tener en cuenta una serie de requisitos básicos:

Todo sistema debe tener arquitectura abierta (crecimiento futuro, adecuarse a la necesidad) de la planta.

La programación e instalación no debe presentar mayor dificultad (interfaz gráfica, esquema básico real del proceso).

Deben ser programas sencillos de instalar, sin excesivas exigencias de hardware, con interfaces amigables para el usuario.

ELEMENTOS

Un sistema SCADA está conformado por:

Incluye un interfaz llamado el Human Machine Interface (HMI). Permite la interacción del ser humano con los medios tecnológicos implementados.

Unidad Terminal Maestra (MTU): se refiere a los servidores y software responsable para la comunicación con el equipo del campo (RTU´s, PLC´s, etc.)

Unidad Terminal Remota (RTU): es un dispositivo instalado en una posición remota que obtiene datos, los descifra en un formato y transmite a una unidad terminal maestra. La RTU se conecta al equipo físicamente y lee los datos de estado como abierto/cerrado, presión, flujo, voltaje, y así enviar señales.

Sistema de comunicaciones: se encarga de la transferencia de información del punto donde se realizan las operaciones, hasta el punto donde se supervisa y controla el proceso. (transmisores, receptores y medios de comunicación)

Transductores: dispositivo de convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra diferente de salida. (convierte señal física a eléctrica como viceversa).

Esquema de los elementos de un sistema SCADA

TIPOS DE SISTEMAS SCADA

Hay multitud de productos SCADA en el mercado, los cuales se pueden dividir en dos grupos:

Específico de cada fabricante, sólo funciona con sus productos. Genérico, válido para productos de varios fabricantes. Necesita de

software adicional para la realización de las comunicaciones.

VENTAJAS

La computadora puede registrar y almacenar una gran cantidad de datos.

Los datos pueden mostrarse de la manera requerida por el usuario. Se pueden conectar al sistema miles de sensores distribuidos sobre una gran

área. El operador puede incorporar simulaciones de datos reales al sistema. Se pueden recolectar muchos y diversos tipos de datos desde los dispositivos

distribuidos en la red. Los datos pueden visualizarse desde cualquier lugar y no solamente en el sitio

de instalación de los dispositivos de adquisición y control distribuido.

DESVENTAJAS

Programación compleja. Inexistencia de reloj global (en ocasiones). Fallos independientes; (aunque el sistema sea más robusto). Inseguridad al momento de operar.

CRITERIOS DE DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA SCADALos criterios de selección y diseño dependen de las necesidades de cada empresa

Disponibilidad Robustez Seguridad Prestaciones Mantenibilidad Escalabilidad

NORMAS DE COMUNICACIÓN EN SERIERS – 232, RS – 485

ESTANDAR RS – 232es un estándar completo, puesto que no sólo especifica los niveles de voltaje y señal, sino que además especifica la configuración de pines de los conectores y una cantidad mínima de información de control entre equipos. También especifica la forma y características físicas de los conectores.

Características MecánicasLa comunicación serial mediante el estándar RS232 puede ser directa cuando se realiza sobre banda base digital y/o mediante un modem cuando la transmisión se realiza en banda base análoga modulando la portadora.

Los tipos de señales de la especificación RS-232:

1. Masa: GND para aislamiento del conector con enlace al chasis de la terminal2. Canal Principal: Conjunto de señales de datos y control, TxD y RxD líneas de

transmisión y recepción respectivamente; RTS, CTS, DSR y DCD señales básicas, DTR y RI señales conmutadas y SQ, CH y CI señales de calidad y canales.

3. Transmisión Síncrona: DA, DD y DB exclusivas de sincronía.4. Canal Secundario: para algunos modelos DCE.

5. Terminales sin Asignación Fija: para utilizarse por aplicación formando dos bucles de corriente en caso de ser requerida.

Características EléctricasLa norma define un margen de tensión de +3 V a +15 V para el “0” lógico y -3 V a -15 V para el “1” lógico; por lo que, se hace necesario que tanto en la transmisión como en la recepción se utilice un circuito de adaptación que transforme los niveles de tensión utilizados en los circuitos digitales en los que se acaban de indicar y viceversa.

ESTANDAR RS – 485especifican las características eléctricas de un circuito de comunicación digital de salida ya sea el estado “0” o “1” lógicos.

Características MecánicasEl estándar define conexiones con cable de par de cobre trenzado y terminales RJ11por lo cual existe mayor resistencia a la interferencia electromagnética y mayor velocidad de transmisión que con la norma RS232.

Características EléctricasEn la comunicación de la norma RS-485 se tiene que el emisor opera el “1” lógico a un voltaje de -1.5 a -5 Volt. el “0” lógico a la entrada del receptor en el rango de +0.2 a +12 Volt y la máxima tensión aplicada a la línea de salida es de -7 a +12 Volt.